第2章 第3节 第2课时 胚胎工程技术及其应用-【精讲精练】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步学习方案（人教版2019）

第2章 细胞工程 C.在透明带和卵细胞膜之间看到两个第 A.图中①过程表示肠胎发育 二极体,可以作为判断卵细胞是否受精 B. 由受精卵形成囊肠的过程中进行卵裂, 的标志 每个细胞的体积不断增大 D. 哺孔动物受精后形成雕原核和雄原核, C.桑套肠进一步发育,细胞开始出现分化 雄、雌原核充分发育后,相向移动,彼此 D.图中性成熟的个体是通过有性生殖获 靠近,核膜消失,雄、雌原核融合 得的 3.(2024·单期末)下列有关动物早期肠胎 5.(2024·南京高二月考)下图为哺孔动物早 ) ( 发育过程的说法,错误的是 期肠胎发育的过程,下列有关叙述不正确 的是 ( A.卵裂过程中细胞体积增大,有机物的总 ) 量不断下降 B.桑其肠期,细胞暂未分化,此时的细胞 具有发育的全能性 / II C. 卵裂过程是在透明带内完成的,进行的 A.过程a和b使肠胎中有机物的含量 是有丝分裂 减少 D.内、外两个肠层在原肠肠期形成 B. I、I时期的肠胎中都含有全能细胞 4.(不定项)如图表示高等动物的个体发育过 C. I时期为囊肠期,细胞逐渐分化 __ 程,下列说法正确的是 ( D.图示过程中,部分细胞中的遗传物质可 0红 能发生改变 成熟的 性成熟 ”_儿 的个体 请完成[知能达标训练]作业(十) 第2课时 肠胎工程技术及其应用 1.简述体外受精、肠胎移植和肠胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值 物囚m 科学思维 2.运用肠胎工程的基本概念和原理,对生产、生活中的相关问题进行分析与 社会责任 判断 必备知识 课前预习·自主落实 素养初成 理教材 2.体外受精技术的主要步骤 和 等。 一、体外受精 3.过程 卵巢 1.试管动物:通过人工操作使卵子在 采集精子 ]培养 后,再进行 期卵母细胞 受精,经培养发育为 获得精子 移植产生的个体。 培养 #7 生物学·选择性必修3 生物技术与工程(配BJ版) 温鹰提示 5.肠胎分割的意义 精子获能的方法 促进优良动物品种的繁殖,产生 相同的后代,用于遗传学研究 (1)直接利用雕性动物的生殖道使精子获能 对肠胎进行 等,对于 (2)将精子培养在人工配制的获能液中使其获能, 人工控制动物性别、动物繁育健康后代具有 重要意义 获能液的成分因动物种类不同而有所差异,常见的 围生活 有效成分有肝素、Ca2载体等。 二、肠胎移植 控制哺孔动物的性别对于畜牧业生产 肠胎移植是指将通过体外受精及其他方式得 有着十分重要的意义。目前,分离精子技 到的肠胎,移植到 相同的雌 术是有效的性别控制方法。例如:牛的X 性动物体内,使之继续发育为新个体的技术 精子的DNA含量比Y精子高出4%左 优良供体母牛 受体母牛 -.-....--进行同期发情处理....-- 右,利用这一差异人们借助特殊仪器将它 超数排卵处理促性 受体发情 们分离开来,再通过肠胎工程技术就可培 优良,发情配种 理 公牛或人工授精 育出所需性别的试管牛。结合所学知识 收集 判断: 并检查 检查肠胎 检查是否好. 1的量 对受体进行奸检查 (1)从动物卵巢中获得的卵母细胞需要进 正常繁殖或 两三个月后 行成熟培养到卵细胞阶段,才能进行体外 分娩(具有优良 性状的后代) 受精 ) 充分发挥雕性优良个体的 (2)体外受精和核移植都能为肠胎移植提 供可用的肠胎 C ) 早期肠胎在 条件下空间位置的 转移 (3)肠胎移植技术中,提供精子的一方为供 体,提供卵母细胞的一方为受体 三、肠胎分割 ) (4)同一肠胎经分割产生的双胎或多胎,含 1.概念:采用 将早期肠胎切割 有相同的遗传物质 ( 成 ) 等,经移植获得 (5)桑其肠、囊肠和原肠肠都可用于肠胎分 同卵双胎或多胎的技术。 割移植 _ ) 2.实质:动物的 繁殖或克隆。 |学习得 3.主要仪器设备: 和 4.操作程序 胎 选择 -发育良好。形态正常的桑甚肠或囊肠 的培养II中 或分割刀 1 不胎分割后肠胎可以直接移植给受体,或经 移植 后,再移植给受体 58 第2章 细胞工程 关键能力 课堂探究·重难突破 素养培优 探究点一 体外受精和肠胎移植 2.如图为肠胎移植的流程图解,探究下列 情境探究 问题: 优良供体母牛 受体母牛 1.如图是通过体外受精培育小鼠的过程图, 探究下列问题: ........同期发情 ...... 获能精子 MII期卵母细胞 超数排卿 外受# 发情配种 发情 卵巢 精子离心处理 新鲜 或解 优良公牛收集旺胎 移植胎 受精卵培养 # (1)采集到的卵母细胞和精子能否在体外 正常繁殖或两三个月 直接受精? 后作另一次移植 有价值的后代 (1)肠胎移植时怎样才能使肠胎在移植前 后所处的生理环境保持一致? (2)从精子、卵子结合的场所分析体外受精 (2)超数排卵处理中为什么使用的是促性 激素而不是性激素? 和人工授精是否相同?请说明理由。 (3)进行肠胎移植时应选择发育到什么阶 段的肠胎? (3)①过程的基础是什么?需要控制哪些 微思考 外部条件? 肠胎移植后,经受体孕育的后代,其遗传特 性是与供体还是受体保持一致?为什么? .................................. 50 生物学·选择性必修3 生物技术与工程(配BJ版) 4.肠胎移植中的四个注意点 归纳总结 第一次处理 用激素对受、供体进行同期发情 1.比较自然受精、人工授精和体外受精 两次 激素 使用 第二次 用外源促性愿激素处理使供体超 自然受精 人工授精 项目 体外受精 数排卿 两态 用人工的方 人工获取 第一次一对收集的肠胎进行检查 法将雄性的 精子、卯 第二次一对受体母畜是否奸嫉进行检查 枝 雌雄动物 过程 精液注入雌 子,在体 牛,羊要培养到桑喜肠或囊肠阶段;小鼠,家 不同 交配完成 性生殖道 外培养液 不同 免培养到桑誓肠前;几乎所有动物都不能到原 内,完成 中完成受 肠肠阶段移植 点 1 受精 精过程 繁殖 有性生殖-肠胎由受精卯形成 场所 无性生殖一肠胎由核移植或肠胎分割形成 雌性动物 雌性动物输 体外培养 卵管中 不同 输卯管中 液中 典题精练 (1)精子获能,卯子成熟后才能完 1.(2023·广东卷)科学家采用体外受精技术 相同点 成受精过程 (2)都是有性生殖 获得紫羚羊肠胎,并将其移植到长角羚羊 体内,使后者成功奸振并产仔,该工作有助 2.克隆动物、试管动物的比较 于恢复危紫羚羊的种群数量。此过程不 项目 克隆动物 试管动物 涉及的操作是 ) 遗传 具备双亲的遗传 A.超数排) 主要与供核个体相同 B.精子获能处理 特性 性状 C.细胞核移植 D.肠胎培养 2.(不定项)牛肠胎移植的基本程序如下图. 充分发挥雕性优 加速家畜遗传改良进 意义 良个体的繁殖 a、b、c代表相关过程,下列有关说法错误 程、挽救颜危物种等 潜力 的是 ) 两者均涉及早期肠胎培养,肠胎移植等 相同 点 技术,且移植所选肠胎一般是桑肠或 囊肠期的题胎 行 对肠胎 →配种→→进行质 3.肠胎移植的生理学基础 量检查 生理学基础 A.同期发情的目的是使供受体母牛处于 #行 肠胎收 相同的生理状态 入基础{ 集基础 B.过程a是伺喂促性骤激素,促使供体母 哺孔动物排 |受体子 |供体肠胎可与 早期肠胎在 牛超数排卵 卿后,在一 宫对外 受体子官建立 一定时间内 段时间内同 正常的生理和 来肠胎 不会与母体 C.过程c是肠胎移植,移植的是囊肠或原 基本上 种动物的供。 组织联系,且 子官建立组 肠肠 受体生殖器 不发生 供体肠胎的遗 织上的联系, 官的生理变 免疫排 传特性不受影 处于游离状 D. 图示过程的优势在于充分发挥供体母 化是相同的 斥反应 响 牛的繁殖潜力 60 第2章 细胞工程 探究点二 肠胎分割 2.肠胎分割动物和体细胞核克隆动物的异后 II情境探究 着无土武册 分动物 体细胞核克隆动物 如图为牛肠胎性别鉴定和分割示意图,探 究下列问题: 经过受精作用或一夜育起点一经过鼓技术 经过核移植技术形成的 段的是有一④5放的传的度 囊院一 。已知性括 相同的造传物 在下 二分题 滋养层一 移植 内细题团 分割针 内跑团 典题精练 (1)肠胎分割的对象是什么?选择此时期 的肠胎进行分割的原因是什么? 3.下列有关肠胎分割的叙述,错误的是 ( ~ A.选择发育良好、形态正常的桑甚肠或囊 肠进行分割 B. 对囊肠进行肠胎分割时要保证将内细 (2)分割囊肠期的肠胎时为什么强调将内 胞团均等分割 细胞团均等分割?而鉴定肠胎的性别做 C.肠胎分割产生的后代个体表型一定完 DNA分析时却是取样的滋养层? 全相同 D.肠胎分割可以看成动物的无性繁殖或 克隆 4.(不定项)(2024·肥城检测)如图表示研究 人员利用肠胎工程培育优质奶牛的过程 (3)从后代核遗传物质上分析,肠胎分割动 _ 下列相关说法不正确的是 _~_ 物和克隆动物生殖方式相同吗? 分割针 归纳总结 A.在肠胎发育过程中,受精卵通过有丝分 裂不断增加体细胞数目 1.选择桑其肠或囊肠进行肠胎分割的原因 B.在进行步骤③时,应选择发育良好的原 (1)桑基肠阶段的每一个细胞都具有发育成完整 肠肠来操作 肠胎的潜能,属于全能细胞。 C.在肠胎发育中,卵裂期细胞数量不断增 (2)囊肠期细胞开始分化,但内细胞团的细胞全 多,肠胎体积不断增大 能性仍然很高。 D.步骤①代表奶牛的体外受精,属于无性 (3)原肠肠阶段已分化形成外、中、内三个肠层 不能用于题胎分割。 繁殖的方式 61 生物学·选择性必修3 生物技术与工程(配BJ版) 随堂巩固·基础夯实 查漏补缺 素养提升 A.发育良好的桑甚肠或囊肠均可用于肠 [课堂小结] 胎分割或肠胎移植 B.肠胎分割和肠胎移植都属于无性繁殖 供、受体 或 肠胎的收 肠胎 移植 的选择→人工→集、检查→ →后的 C.将肠胎分割后的肠胎培育成个体离不 和处理 授精 培养或保存 检查 开肠胎移植的支持 肠胎移植 D.肠胎分割和肠胎移植都可促进动物优 操作对象) (肠胎选择 良品种的繁殖 操作目的 肠胎工程 技术手段 5. Leigh氏综合征是一种攻击神经系统的严 。 ,肠胎移植 体外受精 重神经障碍,其致病基因位于线粒体DNA 中。一位母亲约有1/4的线粒体携带有这 卵母细胞的采集成熟 MII期 培养卵母细胞 体外 种致病基因,她的前两个孩子因为患有 受精 →受精卵培养 Leigh氏综合征而天亡。她的第三个孩子 因为接受另一名女性捐赠的健康基因而成 [课堂巩固] 为全球首个拥有“三个父母”的男婴。请根 据男婴孕育过程,回答下面的问题 1.以下关于试管婴儿生产技术不存在的是 微型吸管 _ ( 脸。一# 卯母 A.体外受精 B.细胞培养 卯母 激活 受精。培养 移植入 细胞B C.肠胎移植 D.基因重组 子宫 继续发育 2.下列有关牛肠胎移植技术的叙述,不正确 C 的是 ) (1)该母亲的前两个孩子患病天亡的原因 A.供体牛应选择具有人类所需优良性状 的个体 该健康男婴孕育过程中依次使用了 B.受体牛必须具有正常的孕育生殖后代 体外受精、早期肠胎培养和 的能力 等技术。 C.肠胎移植前要对受体母牛进行同期发 (2)图示过程中代表该母亲卵母细胞的是 情处理 (填“A”或“B”)。取卵之前,该母 D.在孕育过程中,移入肠胎的遗传特性受 亲需要注射 激素。 代孕母体的影响 (3)将受精卵移入发育培养液中继续培养 3.可以与获能精子进行体外受精的卵母细胞 至桑甚肠或 ,再进行肠胎移植。 ( 需要培养到 _ (4)在肠胎孕育过程中医疗团队特意选择 A.MI期 B.MII期 了男性肠胎移入子宫发育原因是 C.桑套肠期 D.囊肠期 4.(不定项)下列有关肠胎分割和肠胎移植的 提 ( ) 说法正确的是 请完成[知能达标训练]作业(十一) 62@ 第2课时胚胎工程技术及其应用 : 2,BC促性腺激素是蛋白质类激素，只能注射， 课前预习·自主落实 不能饲喂；胚胎移植的是囊胚或桑葚胚，不能 [梳理教材] 够移植原肠胚。 一、1.体外早期胚胎2.卵母细胞的采集 精 : 探究点二[情境探究] 子的获取受精3.卵母细胞 MⅡ精子 (1)提示桑葚胚或囊胚阶段的胚胎。桑葚胚 离心处理体外受精受精卵 阶段尚未出现细胞分化，具有全能性：囊胚阶 段的内细胞团具有全能性。 二、同种的生理状态胚胎移植胚胎 繁殖 (2)提示囊胚的内细胞团将来发育成胎儿的 潜力相同生理环境 各种组织，滋养层发育成胎盘、胎膜。囊胚的 三、1.机械方法2等份、4等份或8等份 内细胞团要均等分割，否则会影响分割后胚胎 2.无性3.体视显微镜显微操作仪4.操 的恢复和进一步发育。取滋养层细胞做DNA 作液分割针内细胞团体外培养5.遗 分析鉴定性别，不会影响胎儿的发有。 传性状性别鉴定遗传病筛查 (3)提示相同。两者都属于无性繁殖。 [走近生活] [典题精练] (1)×(2)/(3)×(4)/(5)× 3,C选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚 课堂探究·重难突破 进行分割，A正确；对囊胚阶段的胚胎分割时， 探究点一[情境探究] 要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚 1.(1)提示采集到的卵母细胞和精子，要分别在 : 胎的恢复和进一步发展，B正确；表型由基因型 体外进行成熟培养和获能处理，然后才能用于 和环境共同决定，胚胎分割产生的后代个体基 体外受精。 因型相同，表型不一定完全相同，C错误：来自 (2)提示不相同。一般情况下，体外受精是将 同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此胚 获能的精子和培养成熟的卵子置于适当的培 胎分割可以看作动物的无性繁殖或克隆， D正确。 养液中共同培养一段时间，促使它们完成受 4.BCD在胚胎发育过程中，受精卵通过有丝分 精。而人工授精过程中精子和卵子的结合是 裂不断增加体细胞数目，A正确；在进行步骤 在雌性动物的输卵管中完成的。 ③时，应选择发育良好的裳胚来操作，需均等 (3)提示动物细胞工程的基础是动物细胞培 分割裳胚的内细胞团，以免影响胚胎发育，B错 养，在培养过程中需要控制营养，温度和pH、 误；在胚胎发育中，卵裂期细胞数量不断增多， 渗透压，气体环境，无菌、无毒的环境等条件。 细胞体积不断减小，胚胎体积基本不变，C错 2.(1)提示应对供体和受体母畜用激素进行同 误；步骤①代表奶牛的体外受精，属于有性繁 期发情处理，使它们的生理条件达到同步或一 殖的方式，D错误。 致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同 随堂巩固·基础夯实 或相似的生存条件，这是胚胎移植成功的关键。 [课堂小结] (2)提示性激素是由性腺产生并释放的，长期 配种移植胚胎分割 使用外源性激素会导致性腺萎缩。促性腺激 「课堂巩固 素由垂体产生并释放，作用于性腺，可以促进 1.D试管婴儿是指通过人工操作使卵子和精子 排卵，并且不会使性腺萎缩。 在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为 (3)提示动物的早期胚胎一般在桑葚胚或囊 早期胚胎后，再经移植后产生后代的技术，所 胚阶段进行移植。 以在试管婴儿生产过程中，没有涉及基因重 [微思考] 组，故选D。 提示胚胎移植产生的后代的遗传特性与供 2.D移植胚胎的遗传特性在孕育过程中不受代 体保持一致，受体母畜只提供胚胎发育的场所 孕母体的影响，D错误。 3.B卵母细胞要培养到MⅡ期时才可以受精， (子宫)和营养，不影响供体胚胎的遗传特性。 因为MⅡ期卵母细胞细胞核、细胞质已成熟， [典题精练] 而MI期卵母细胞细胞核、细胞质尚未成熟， 1.C由题千信息可知，该过程通过体外受精获 其细胞质不能支持胚胎的全程发育。 得胚胎，再通过胚胎移植，使长角羚羊成功妊 4.ACD胚胎分割可以看作动物无性繁殖的方 娠并产仔，因此需要进行超数排卵、精子获能 法之一，而胚胎移植产生后代所属的繁殖方式 处理，并对获得的受精卵进行胚胎培养；由于 取决于胚胎的来源，若胚胎由受精卵形成，则 该过程为有性生殖，因此不需要涉及细胞核移 属于有性生殖，若胚胎来自胚胎分割或核移 植，C正确，A、B、D错误。 植，则属于无性繁殖，B错误。 6 5.解析(1)依据题千信息，其致病基因位于线粒 [主题突破]实践应用 体DNA中，该母亲可能产生含较多缺陷线粒 1.B肠细胞属于分化的细胞。细胞分化会表达 体的卵细胞，而受精卵的线粒体几乎全部来自 某些调节蛋白，抑制细胞全能性表达，A正确： 卵细胞，导致前两个孩子患病天亡。为了生育 “合子”第一次分裂后形成的细胞具有全能性， 健康的孩子，该健康男婴孕育过程中依次使用 一般而言，“合子”分裂产生的2一8个细胞均具 了核移植、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移 有全能性，B错误：“合子”发育成个体过程中， 植等技术。(2)该母亲的卵细胞是提供细胞核 形成特定的器官，伴随着细胞分化，C正确：细 的卵细胞，即图示中的B。取卵之前，该母亲需 胞核具有全能性的原因是细胞核具有该物种 要注射促性腺激素。(3)进行胚胎移植，细胞必 发育的全套遗传信息，D正确。 须发育到桑葚胚或囊胚。(4)因为男性的线粒 2.C由题可知，能使钙离子水平升高的机制 体不会遗传给后代，为使后代的后代尽可能不 都可以激活重构胚。而重构胚是促进卵母 患病，在胚胎孕育过程中医疗团队特意选择了 细胞分裂的，精子的进入也是促进卵母细胞 男性胚胎移入子宫发育。 分裂的，故精子的进入可能促进C2+内流， 答案(1)该母亲可能产生含较多缺陷线粒体 提高C+水平，A正确；因为体细胞直接注 的卵细胞，而受精卵的线粒体几乎全部来自卵 入进去后细胞质并没有与卵母细胞融合，而 细胞，导致前两个孩子患病天亡核移植胚 是被质膜分割开来，并不能使体细胞核表现 胎移植(2)B促性腺(3)囊胚(4)因为 出全能性，所以需要电刺激使其质膜融合， 男性的线粒体不会遗传给后代 B正确：蛋白酶合成抑制剂会抑制MPF和 章末知识整合 CSF的合成，而MPF与CSF的作用是使 [网络构建] MⅡ时期的卵母细胞不能进入末期，使用蛋 ①植物细胞的全能性②植物细胞的全能性、 白酶合成抑制剂会促进卵母细胞完成分裂， 细胞膜具有流动性③原代培养④细胞 C错误；通过核移植产生的重组细胞是利用 增殖⑤动物细胞核具有全能性⑥囊胚 细胞工程进行的，细胞工程不利于物种的多 ⑦培养到MⅡ期⑧同期发情处理⑨均等 样性发展，但对于畜牧业来说，可以更好地 分割 培育优质品种，D正确。 第3章 基因工程 第1节 重组DNA技术的基本工具 课堂探究·重难突破 课前预习·自主落实 探究点一 [情境探究] [梳理教材] (1)不能 原核细胞DNA中不存在限制酶的 一、1.基因重组DNA分子基因遗传特性 识别序列或能被识别的序列被修饰了 生物类型2.(1)遗传物质是DNA DNA可 (2)34 以在同种生物的不同个体之间转移DNA双 (3)提示 -T GATCA- 螺旋遗传物质自我复制密码子限制 ACTAG T DNA连接逆转录质粒重组DNA (4)提示能，二者切割后产生的黏性末端相 (2)重组人胰岛素PCR人类基因组基因 同，可被DNA连接酶连接。 组编辑 (5)提示①DNA的基本组成单位都是四种脱 二、1.原核生物核苷酸序列黏性末端 氧核苷酸；②双链DNA分子的空间结构都是 平末端2.磷酸二酯键3.(1)①环状双链 规则的双螺旋结构；③DNA分子都遵循碱基互 DNA②能自我复制或整合到受体DAN上 补配对原则。 限制酶切割位点标记基因筛选 [典题精练] (3)①受体细胞②外源基因 1.A一个DNA分子中，可能存在一个至多个酶 三、1.(1)DNA蛋白质(3)二苯胺2.纱布 a与酶b的识别序列，A正确：由题图可知，酶a 与酶b的识别序列虽然不同，但切出的黏性末 495%的酒精二苯胺蓝(1)裂解细胞， 释放DNA(2)析出DNA不溶于酒精溶 端相同（或互补），互补的黏性末端能相互连接， 液，但是细胞中的某些蛋白质溶于酒精 B错误；酶a与酶b切断的化学键均为相邻脱 (3)防止DNA断裂 氧核苷酸之间的磷酸二酯键，C错误；用酶a切 [走近生活] 割有3个切割位，点的环状DNA分子，可得到3 种切割产物，D错误。 (1)×(2)×(3)×(4)×(5)×